SSD固态硬盘介绍课件

单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,概况,SSD,的发展,SSD,的分类,SSD,遇到的问题,SSD,的改进,SSD,的优势,SSD,存储的成功案例,http:/ State Drive),固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（,FLASH,芯片）作为存储介质，另外一种是采用,DRAM,作为存储介质。,1,、,FLASH,作为存储介质的,SSD,1)SLC(Single Level Cell),每个,Cell,可保存,1b,的数据。,01,两个状态,2)MLC(Multi Level Cell),每个,Cell,可保存,2b,的数据。,00011011,四个状态,SSD的分类SSD(Solid State Drive)固态,SLC,和,MLC,SLC,的每个,Cell,可以保存,2,个状态，而,MLC,的每个,Cell,可以保持,4,个状态，所以,MLC,相对,SLC,也更加复杂一些出错率也高于,SLC,但是不管是,SLC,还是,MLC,都会引入,ECC,校验机制来做数据的错误恢复。,MLC,容量是,SLC,的,2,倍，但成本却与,SLC,大致相同；所以相同容量的,SSD,，,MLC,芯片成本要比,SLC,芯片低很多。,SLC,的可擦写次数约为,10,万次；,MLC,的可擦写次数约为,1,万次。,MLC,的性价比远高于,SLC,SLC和MLC,目前,SSD,所遇到的问题,Erase Before Overwrite,如果要向某个,Block,写入数据时，则不管原来的,Block,中是,1,还是,0,，新写入的数据是,1,还是,0,，必须先,Erase,整个,Block,为全,1,，然后才能向,Block,中写入新的数据。这种额外的,Erase,开销操降低了读写的效率。,Wear Off,随着充放电的次数的增多，二氧化硅绝缘层的绝缘能力将遭受损耗，最后失去绝缘性，这个,Cell,就被宣判为损坏,目前SSD所遇到的问题Erase Before Overwr,SSD,的改进,写入重定向,-Eares Before Overwrite,当写入数据时为了提高写入效率，数据会被写入到,Free Space,中，如果再次遇到针对这个,LBA,地址的写操作，那么,SSD,会再次将待写数据重定向到,Free Space,中，而将之前的这个逻辑地址占用的,page,标记为“,Garbage”,。当满足条件时,SSD,会批量回收这些,Block,。,SSD的改进写入重定向-Eares Before Over,重定向算法,Wear Off,Wear Leveling,损耗平均算法,原理：顺序的写完整个,SSD,的,Free,空间，然后再回来写完整个被回收的,Ferr,空间。将写操作平衡到所有的,Block,中，降低单位时间内每个,Block,的擦写次数，利用算法把写次数平均的分散到各个晶体上,延长,Cell,的寿命。,SSD,的改进,重定向算法Wear OffSSD的改进,Wiper,工具,定期或手动清除垃圾，回收,Free Space,空间,TRIM,工具,TRIM,是,ATA,指令标准中的一个功能指令，在,linux kernel2.6.28,、,win7,、,win server 8R2,中已经提供了完善的支持。,可在文件系统中删除的文件后自动回收相应的空间。,SSD,的改进,Wiper 工具 SSD的改进,SSD,的改进,Delay Write,存储系统常用的写,IO,的优化措施，比如先后两个针对同一地址的,IO,写操作,write1,、,write2,，先后被控制器收到，而,write1,尚未被写入存储介质前，,write2,进入，此时控制器就可以直接在内存中将,write2,覆盖,write1,，在写硬盘时就写入一次即可。,SSD的改进Delay Write,SSD,的改进,预留重定向空间,为了防止文件系统将数据写满的极端情况，,SSD,会自己预留一部分备用空间用于重定向写。这部分空间并不通告操作系统，只有,SSD,自己知道，也就是说文件系统永远也写不满,SSD,的全部实际物理空间。,Intel X25-E,企业级的,SSD,拥有,20%,的重定向空间。,SSD的改进预留重定向空间,SSD,的改进,SSD,采用的是,write back,模式,在回写状态下，数据只有在要被从高速缓存中清除时才写到磁盘上。随着主存读取的数据增加，回写需要开始从高速缓存中向磁盘上写数据，并把更新的数据写入高速缓存中。由于一个数据可能会被写入高速缓存中许多次，而没有进行磁盘存取，所以,IO,的效率非常高。,SSD的改进SSD采用的是write back模式,SSD,的优势,SSD,不需要机械结构，完全的半导体化，不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间，数据存取速度快，读取数据的能力在,100MB/s,以上，最高的目前可达,300MB/s,。,SSD,全部采用闪存芯片，经久耐用，防震抗摔，即使发生与硬物碰撞，数据丢失的可能性也能够降到最小。,得益于无机械部件及,FLASH,闪存芯片，,SSD,没有任何噪音，功耗低,(,单盘,2,瓦左右,),。,SSD的优势SSD不需要机械结构，完全的半导体化，不存在数据,SSD,存储的成功案例,辽宁移动,使用,SSD,存储设备容量为,500TB,。,应用于,CRM,系统,:,每月的话单记录在,30,亿条左右，当月索引文件的大小为,400GB,，话单查询性能较差，采用,15000RPM,磁盘和增加,cache,均无法解决问题。,百度,分布式数据数据检索系统。,SSD存储的成功案例辽宁移动,结论,经过测试，固态硬盘的性能是传统光纤通道硬盘的,30,倍，,30,个,15000RPM,的光纤通道磁盘才能达到单一固态硬盘同样的性能。,结论经过测试，固态硬盘的性能是传统光纤通道硬盘的30倍，30,谢 谢！,